大跨径斜拉桥扁平钢箱梁悬臂拼装截面变形分析

以池州长江大桥跨江主桥为工程背景,采用大型有限元软件ABAQUS建立空腹桁架式横隔板钢箱梁空间有限元分析模型,分析梁段拼接截面在自重作用、斜拉索作用、吊机作用、温度梯度荷载作用下的相对变形,分析横隔板刚度变化、施工工序优化对匹配梁段相对变形的影响,并与实测值对比。计算结果表明:梁段拼接口错台高度主要是由吊机作用梁段变形产生的;正温差可以减小错台高度,但不利于整体监控,负温差增大错台高度;单纯增大横隔板刚度对错台高度影响较小;优化后的施工工序很大程度改善错台高度,解决了梁段间匹配问题,并且在优化后的施工工序下匹配梁段结构受力在允许范围内。     

斜拉桥扁平钢箱梁悬拼阶段截面对接变形有限元分析

以黄埔大桥北汉桥独塔双索面扁平钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用混合单元建立三维有限元模型,分析了梯度温度变化、桁架式纵隔板位置和刚度对悬拼施工中钢箱梁的横向变形问题的影响,并提出了一些相应的优化措施。分析结果表明：在自重和吊装作用力情况下,被吊装梁段和吊机作用梁段两者的变形差很大,使得梁段组装产生很大困难;钢梁自重及截面刚度是影响截面变形的主要因素。梯度正温差比负温差对截面的变形影响更大,梁段的吊装对接应该安排在气温稳定的时间。提高纵隔板的刚度和合理的布置位置可有效改善梁段整体刚度,减少截面变形差,使得吊装对接施工顺利进行。     

大跨度分体式钢箱梁斜拉桥吊装优化分析

针对斜拉桥分体式钢箱梁悬臂拼装过程中匹配高差较大的问题,以黄茅海跨海通道工程中高栏港大桥和黄茅海大桥为研究背景,使用ANSYS软件建立板壳精细化有限元模型,研究了分体式钢箱梁悬拼匹配过程中被吊梁段和已成梁段的横向变形规律,分析了桥面吊机纵横向站位、梁段起吊、吊机自重、已成梁段自重及斜拉索作用对分体式钢箱梁悬拼匹配高差的影响程度,探讨了分体式钢箱梁悬拼匹配高差的调节方案。结果表明,在满足净空条件下,桥面吊机横向应尽量靠近斜拉索布置,桥面吊机前、后支点均应位于斜拉索所在横隔板上;被吊梁段竖向变形及等效应力均较小,无需设置临时加固措施;设置横向预拱度以抵消恒载作用下分体式钢箱梁产生的横向变形,通过T形反力架可有效调整分体式钢箱梁间的匹配高差。本研究形成的吊装优化措施可为同类型分体式钢箱梁的悬拼施工提供参考。     

钢箱组合梁斜拉桥悬拼阶段主梁变形及受力研究北大核心

为保证悬拼施工时斜拉桥钢箱组合梁的精确匹配连接,以台州湾跨海大桥通航孔桥为背景,采用有限元法研究待安装梁段与已安装悬臂梁段在施工阶段荷载作用下的竖向变形和桥面板受力,并分析吊装节段长度、吊机位置及强制匹配措施对截面竖向变形与桥面板受力的影响。结果表明:由待安装梁段自重引起的吊机反力是导致匹配截面产生较大相对竖向变形的主要因素,两侧匹配截面均在边腹板附近的相对竖向变形差最大;斜拉索锚固区和桥面吊机处混凝土桥面板开裂风险较高;吊装节段长度对匹配截面局部变形的影响较小,但其长度增加会增大局部桥面板混凝土主拉应力;通过调整桥面吊机横向位置可减小匹配截面相对竖向变形差,且中腹板强制匹配较边腹板强制匹配对桥面板受力影响小,采用“边腹板吊装+中腹板强制匹配”施工方法可实现已安装悬臂梁段与待安装梁段的精确匹配。     

大跨斜拉桥宽幅PK组合梁节段吊装精确匹配技术

望东长江公路大桥主桥为(78+228+638+228+78) m的双塔双索面组合梁斜拉桥。主梁采用分离双箱PK组合梁,采用桥面吊机节段吊装施工。针对主梁吊装过程中已安装梁段横断面竖向变形导致新吊梁段与已安装梁段无法正常匹配连接的问题,采用ANSYS软件分析梁段吊装拼接过程中产生变形差的原因,提出梁重置换法匹配和T形反力架纠偏的精确匹配技术。通过张拉斜拉索使其承受新吊装梁段的自重,卸载桥面吊机吊装新梁段时产生的前支点力,使已安装梁段的横断面竖向变形回弹归零;然后通过T形反力架施加千斤顶力消除桥面吊机自重引起的竖向变形,使已安装梁段与新吊梁段实现精确匹配。采用梁重置换法和T形反力架纠偏后,该桥施工过程中新吊梁段与已安装梁段实现精确匹配连接。     

深中通道中山大桥主桥超宽大节段钢箱梁吊装匹配技术

深中通道中山大桥主桥为主跨580 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用流线型扁平钢箱梁,梁宽46 m(含风嘴),主梁共划分69个节段,标准段长18 m、最大吊重约429 t,采用桥面吊机双悬臂吊装。由于钢箱梁节段自重大、宽度较大、横桥向竖向刚度较小等,在桥面吊机悬臂吊装过程中,会出现钢箱梁匹配面高差过大(最大约63 mm)的问题。为解决该问题,实现梁段精确匹配安装,提出3种钢箱梁吊装匹配方案：“门架+拉索”方案、“牛腿反力架”方案、“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。经有限元仿真分析综合比选,最终选择“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。该方案以箱梁竖腹板为定位点,提前焊接一字梁,采用法兰连接后锁定待拼梁段,部分焊接拼接面内箱梁形成C形焊缝;通过提前挂索并张拉部分斜拉索,减小匹配面已拼梁段横桥向竖向变形,达到箱梁匹配要求。施工中采取了匹配高差调节、局部应力控制、拼接缝宽控制等关键技术,最终将该桥钢箱梁匹配面高差减小至9.8 mm以内,钢箱梁局部应力可控,斜拉索初张过程中钢箱梁应力增量小于10 MPa,且各箱梁节段拼接缝宽可控制在1 cm以内。     

大跨度斜拉桥扁平钢箱梁悬臂拼装截面变形分析

以苏通大桥斜拉桥双吊机八支点悬臂拼装施工方案为背景,介绍混合有限元法在箱梁拼接断面的相对变形分析中的应用和计算结果。该方法可以同时考虑悬臂体系箱梁整体受力和钢箱梁的纵向与横向局部受力及其对箱梁截面变形的影响。计算结果可供大跨度斜拉桥钢箱梁的设计和悬臂施工参考。     

武汉青山长江公路大桥宽幅钢箱梁悬臂拼装横向线形匹配技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,主跨整体式钢箱梁高4.5 m、全宽48 m,采用500 t架梁吊机分节段悬臂拼装架设。钢箱梁悬臂拼装时,架梁吊机站位节段、待架节段由于荷载及约束不同,横截面变形呈现出不同的趋势,线形匹配难度大。为解决该问题,主跨钢箱梁悬臂拼装时选择上、下游分体式架梁吊机,减少架梁吊机自重;经比选选择横桥向27.7 m间距的架梁吊机站位,减小了架梁吊机荷载对横向线形匹配的影响;通过设置顶压装置(由顶压牛腿、支承底座组成),在架梁吊机站位节段、待架节段钢箱梁边腹板处施加1 500 kN顶压力,配合少量马板,一次加载完成对接口竖向变形匹配调整。施工后,钢箱梁横向线形匹配精度均满足要求。     

苏通大桥标准钢箱梁匹配技术研究

苏通大桥主桥钢箱梁采用桥面吊机进行悬臂拼装,采用几何控制法进行施工控制,为了满足几何控制法的要求,钢箱梁需要在无应力状态下平顺连接;根据苏通大桥主桥钢箱梁结构特点,对主桥钢箱梁标准梁段匹配工艺进行研究,以确保满足施工控制精度要求.     

活动支架辅助不变幅架梁吊机架梁施工技术

厦漳跨海大桥北汊主桥为(95+230+780+230+95)m连续半飘浮体系双塔双索面钢箱梁斜拉桥,钢箱梁架设施工前,对浮吊辅助不变幅架梁吊机安装、变幅架梁吊机安装、活动支架辅助不变幅架梁吊机安装3种方案进行比选,结合桥位处水浅、大型浮吊资源紧缺等情况,最终选定活动支架辅助不变幅架梁吊机安装为钢箱梁架设方案。施工中用塔吊拼装主塔区架设支架及单侧架梁吊机,然后架设主塔区梁段。在主塔区梁段上对称拼装另一侧架梁吊机,对称架设标准梁段,再依次架设临时墩顶梁段、标准梁段、辅助墩顶梁段、过渡墩顶梁段,最后边跨压重,架梁吊机悬拼直至完成中跨合龙段。     

苏通大桥宽、重标准梁段吊装与匹配技术

苏通长江公路大桥为主跨1088m钢箱梁斜拉桥,上部结构标准梁段宽度达41m,重量达450t,采用桥面吊机悬臂安装。由于桥位处于长江黄金水道,航运密集,对梁段吊装和通航安全管理均提出了很高要求。同时,主桥上部结构采用几何控制法,要求梁段间无应力匹配,并在安装现场重现预拼装无应力线形,对匹配及主梁安装线形控制技术也提出了很高要求。文章结合苏通大桥上部结构施工,介绍了宽、重钢箱梁节段吊装、匹配和安装线形控制要点。     

城市钢箱梁桥横向分块施工分析

杭州市跨京杭运河高架桥为(37+60+37)m连续钢箱梁桥,钢箱梁总重约932t。为解决钢箱梁运输难题、加快施工进程,该桥钢箱梁采用纵向分段、横向分块施工方案,钢箱梁横向采用错位分割。为提高梁段的刚度并降低各梁段刚度的差异,提出剪刀撑加强方案,即在梁段的腹板与顶板开口处及缺失腹板处沿顺桥向增设剪刀撑。为分析剪刀撑加强方案的可行性,采用MIDAS Civil建立中跨有限元模型,分析吊装及安放过程中各梁块跨中处的位移与应力,并对实桥应力进行监测。结果表明:采用剪刀撑加强方案后,各梁块的变形和应力均较为协调,满足后续横向焊接施工要求;结构应力处于安全范围。实践证明,剪刀撑加强方案能够满足钢箱梁横向分块施工的控制要求。     

芜湖长江公路二桥主桥钢箱梁安装施工技术

芜湖长江公路二桥主桥为主跨806m的双塔四索面斜拉桥,主梁设计为扁平弧形底板分离钢箱梁,划分为11种类型105个梁段。钢箱梁安装施工工序多,施工组织复杂,论述了该桥的主要施工难点以及钢箱梁总体施工工艺。对支架区梁段、标准梁段以及边、中跨合龙段关键技术进行详细介绍,并对桥面吊机的结构、安装及调试进行详细说明,合理的施工措施保证了钢箱梁安装过程的顺利,成桥线形、标高、索力均在预控范围内。     

大跨度悬索桥钢箱梁吊装精细化分析

钢箱梁吊装是悬索桥施工的一个重要工序,吊装过程中结构的内力和变形变化显著,为保证施工过程安全,以武汉阳逻长江大桥为例,建立考虑索鞍接触、双吊索、梁段连接等实际构造特性的精细化有限元模型,分析钢箱梁吊装过程中结构的变形及钢箱梁吊装过程中主索鞍的顶推工艺。分析可知:钢箱梁底板开口距在吊装前期较大,后期逐渐减小;吊装过程中,钢箱梁线形从明显的凹曲线,逐渐转变为凸曲线并最终达到设计线形;吊装过程中跨缆吊机需设置最小预偏量;同一吊点内、外侧吊索存在的拉力差随着吊装进行不断减小。     

斜拉桥钢箱梁施工过程有限元分析

以厦漳跨海大桥主桥钢箱梁的架设过程为背景,通过对钢箱梁节段的有限元计算,优化了安装吊点,将原来的少点数、应力集中情况优化为多吊点、应力分散的良好架设安装状态;对钢箱梁吊装梁段的自振特性进行研究,以指导施工过程中使用具有振动现象的机械设备;分析计算桥面吊机附近瞬态工作最大应力,以掌握施工中最不利工作应力,确保安全施工.     

组合梁斜拉桥整体节段悬臂拼装足尺模型试验

泉州湾跨海大桥主桥为(70+130+400+130+70)m双塔分幅式组合梁斜拉桥,组合梁采用整体节段安装、节段间桥面板胶拼等施工工艺。为验证该桥整体节段胶接缝悬臂拼装工艺的可行性,确定匹配连接原则,掌握已成梁段与被吊梁段的横向相对变形量,选取5个梁段进行足尺模型试验,并与有限元模型理论值进行对比分析。结果表明:整体节段悬臂拼装匹配连接受梁段制造误差以及横向受力差异的影响较小,胶接缝悬臂拼装工艺是可行的;匹配口实测横向相对变形最大为2.5mm,较理论计算值偏小,表明该桥实际刚度较大。     

长江上游悬索桥浅滩区钢箱梁架设施工技术

重庆市江津中渡长江大桥主桥为主跨600m钢箱梁悬索桥,位于长江上游,北岸主跨浅滩区为莲花石实景保护文物,不能爆破及挖掘,北岸浅滩区钢箱梁共22个节段,在枯水期运输钢箱梁时不能保证运梁驳船按时供梁。对设置围堰蓄水方案、运输船底部设置浮运气囊方案、浮吊船转运方案和拖船转运方案进行对比分析,考虑施工难易程度、对环境影响、经济性等因素,确定钢箱梁采用拖船转运方案架设。施工时,运输船将北岸浅滩区钢箱梁运输至南岸缆载吊机正下方后进行抛锚定位,缆载吊机将待转运梁段提起,驶离钢箱梁运输船,拖船驱使小型驳船至南岸缆载吊机正下方将钢箱梁装于小型驳船上,拖船驱使小型驳船按照事先选择的航线行驶,将钢箱梁运输至北岸缆载吊机正下方进行起吊安装。     

鄂东长江大桥钢箱梁安装施工技术

随着科技的发展,钢箱梁被越来越多的大跨径桥梁主梁所采用,钢箱梁优越的结构性能很大程度上推动了大跨径桥梁的发展,钢箱梁的工厂化生产保证了桥梁高精度高质量施工,同时钢箱梁也缩短了桥梁施工周期。就通过鄂东长江大桥钢混结合段施工、标准梁段安装和边、中跨合龙关键技术进行了详细介绍,并就桥面吊机进行详细说明。     

台州湾跨海大桥通航孔桥悬拼匹配关键问题研究

台州湾跨海大桥通航孔桥为主跨488m的双塔双索面组合梁斜拉桥,在主梁悬臂拼装过程中,采用"焊接边腹板—提前挂索—吊机卸载"技术完成梁段匹配连接。为了确定该技术的合理吊机卸载比及提前挂索的合理预张力,采用Abaqus建立部分悬拼梁段的有限元模型,研究匹配截面的变形规律及吊机卸载比对不匹配变形值的影响,分析提前挂索的索力对边腹板焊缝和斜拉索锚固区桥面板受力的影响,并采用曲线拟合的方法给出提前挂索的合理预张力计算公式。结果表明:吊机的合理卸载比为37%,提前挂索的合理预张力与一张索力的比值为60%～74%。     

浅谈枯水期船用气囊短期存梁的可行性

石首长江公路大桥南主塔钢箱梁共58个梁段,其中边跨SB11～SB19梁段原计划采用运梁船进场后,采用桥面吊机对称安装。但因钢箱梁加工制造进度滞后,导致该边跨9个梁段的安装施工极有可能延后至长江枯水期,为避免因桥区长江枯水期水位不满足运梁船进场,导致石首长江公路大桥合龙时间延后半年。在充分考虑江水流速、水位涨落等不利因素的前提下,通过对采用船用气囊对边跨9个梁段进行短期存梁施工的可行性进行工艺分析。